[发明专利]基于多元故障电流时域特征的海底直流供电系统故障定位方法

说明书

本发明提供的基于多元故障电流时域特征的海底直流供电系统故障定位方法，先由保护装置实时采集电流信号，判断分支单元处是否过流，当存在过流，则标记当前为故障时刻，各保护装置获取故障后5ms内的电流数据；接着获取各分支单元处的故障电流斜率初始值、曲率初始值、初峰值时刻、初峰值大小；然后将故障电流斜率初始值、曲率初始值、初峰值时刻、初峰值大小输入预先训练好的支持向量机回归算法中，分别得到故障点到各分支单元处的距离ysubgt;n/subgt;；最后确定故障位置，将故障位置发送给岸基站，完成单极接地故障定位。本发明能快速准确地判别海底观测网直流供电系统单极接地故障线路和故障距离，本发明传输信息量少，且对传输信息同步性要求不高。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其指一种基于多元故障电流时域特征的海底直流供电系统故障定位方法。

背景技术

海底观测网供电系统是海底观测网的运行基础，是观测设备的电能来源。海底观测网供电系统主要由海底光电复合缆连接而成的网格形、环形供电网络，多采用单极恒压直流供电方式。海底观测网供电系统的正常运行与否，直接关系到海底观测网设备的运转、信息的采集与传输。然而，由于海底观测网独特的地理位置，海缆的运行环境十分恶劣，并且还会地壳运动、海洋微生物等腐蚀以及船舶抛锚、资源开发等人类活动的影响，因此海缆的故障率居高不下。除此之外，海底观测网直流供电系统故障电流上升速度快，且故障冲击电流巨大，对用电设备的安全产生重大威胁。因此准确定位故障并配合相应的保护是海底观测网供电系统的安全可靠运行的保障。

整个海底观测网的电能和信息的传输都依靠海底光电复合缆，然而故障时海底光电复合缆的通信可能会受到一定影响，为了提高故障定位准确率，需要一种传输信息量少且对传输信息的同步性要求不高的故障定位方法。目前陆地上的柔性直流输电系统故障测距主要分为行波式测距和参数识别式测距。其中行波式测距高度依赖波头识别和波速估计，对通信的同步性要求很高，不适用于海底观测网的故障测距。对于参数识别方法，由于海底观测网直流供电系统在故障拓扑上与陆地直流输电系统有较大差别，并且海底观测网的分支单元大小有限，陆地上常用的RL模型定位法也并不适用，因此需要提出适用于海底观测网供电系统的测距方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多元故障电流时域特征的海底直流供电系统故障定位方法，在该方法下，海底观测网直流供电接地发生单极接地故障时，被保护线路单侧保护装置能快速准确地判别故障线路和故障距离，该方法不仅传输信息量少，且对传输信息的同步性要求不高。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方法：一种基于多元故障电流时域特征的海底直流供电系统故障定位方法，包括：

步骤S1，海底观测网直流供电系统各分支单元处的保护装置实时采集电流信号，判断当前位置是否过流，当存在过流，则标记当前时刻为故障时刻，各保护装置获取故障后5ms内的电流数据，进入步骤S2；

步骤S2，从各保护装置获取的故障后5ms内的电流数据中分别提取各分支单元处的故障电流斜率初始值、曲率初始值、初峰值时刻、初峰值大小；

步骤S3，将得到的故障电流斜率初始值、曲率初始值、初峰值时刻、初峰值大小输入预先训练好的支持向量机回归算法中，分别得到故障点到各分支单元处的距离y_n，n为分支单元的序号，确定故障位置，将故障位置发送给岸基站，完成此次单极接地故障定位；

步骤S4，将本次工况下的故障电流数据和故障位置记录下来，加入支持向量机回归算法的训练集。

进一步地，步骤S1中，判断各分支单元处是否过流的判据为：

Δi_dc＞0.3I_N(1)

式中，Δi_dc为电流突变量，由采样的电流数据与稳态直流电流的差值而得，I_N为额定电流。